智慧型手機能像書本一樣可打開跟闔上，屏幕一秒變大，立刻變成平板電腦，今年，手機及面板行業最重要的大事非「可摺疊顯示屏」莫屬。這種可摺疊屏幕的想法在產業已醞釀很長一段時間，三星顯示（Samsung Display）投入研發已經超過 10 年，終於，2019 年，三星跟華為帶來了可摺疊屏手機的商用元年。
可摺疊面板不論是材料開發或工序都相當複雜，但消費者追求更大屏幕，加上 2020 年陸續走進 5G 時代，4K、8K 高解析度的視頻傳輸可望走向普及，另外，傳統智慧型手機的發展已有瓶頸，市場成長性消失，手機業者產希望憑藉可摺疊手機「一機多用」的特色刺激消費者採購，創造新一輪的大換機潮，因此，可摺疊屏幕是必然趨勢。
但是，預期今年的可摺疊式手機受到價格高、外觀不夠輕薄、軟體操作及應用程式體驗尚未完善等影響，初期市場很有限，各家出貨量小，儘管華為消費者業務手機產品線總裁何剛指出，預計 Mate X 的月產能可達到 10 萬臺以上。但由於 Mate X 可能要到下半年才會開始真正出貨，加上價格偏高，因此市場預估華為 2019 年度 Mate X 出貨量為 20 萬臺，三星的 Galaxy Fold 預估出貨量為 100 萬臺，以全球前二大手機廠一年出貨量 3 億臺跟 2 億臺來看，是非常小的比例。
韓國 OLED 研究機構 UBI Research 指出，2019 年摺疊式 OLED 市場僅為 4.8 億美元，預計到 2023 年將增長到 246 億美元。 UBI Research 執行長 Yi Choong-hoon 表示，可摺疊 OLED 市場的快速增長是由於 7 英寸和更大尺寸的智慧型手機能夠支持 4K 解析度，成為 5G 通信時代的必備產品。OLED 面板製造商的價值將取決於可摺疊 OLED 能否成功量產。
Part 1：OLED 如何製成可摺疊？
目前面板行業有兩大主流技術：傳統的薄膜電晶體液晶顯示器（TFT LCD）以及有機發光二極體（OLED），後者又包括剛性的 Rigid OLED 以及柔性的 OLED，後者依據彎曲程度的大小，又分為可撓曲（Flexible）、可摺疊（Foldable）、可捲曲（Rollable）三種。
如何把剛性的 OLED 變成可摺疊 OLED？一言以敝之：在面板架構中捨棄玻璃，以及改用柔性材料，包括底層的基板、觸控面板材料、屏幕蓋板等。
Part 2：製程需要做什麼改變？
由於 OLED 對水氣及氧氣非常敏感，高水氧阻隔一直是製程的關鍵。
剛性 OLED 作法：玻璃封裝：以玻璃作為阻隔水、氧穿透的主要基板，上下層各有玻璃，側邊則有 Frit Sealing 玻璃，再以雷射把側邊和上下兩片玻璃熔融在一起。
玻璃封裝方式無法滿足柔性 OLED 結構需求，取而代之的是軟性封裝（Flexible Encapsulation）技術，包含阻水氣、薄膜封裝（TFE，Thin Film Encapsulation）技術。
可摺疊 OLED 作法：軟性封裝：受制於塑膠基板的耐溫度及隔絕水氧的效果比玻璃差，必須在軟性 TFT 基板（Flexible TFT Backplane）以及軟性上蓋板（Flexible Front Plate）增加阻水阻氣隔絕層（Gas Barrier），同時，在 OLED 發光層上也會採用薄膜封裝技術來保護 OLED，或是採取跟軟性上蓋板搭配的邊緣封裝（Edge Sealing）技術。
另外，還有一種混和封裝（Hybrid Encapsulation）：融合 TFE 與阻擋膜（Barrier Film）技術，但因生產成本較高昂，阻擋膜厚度較厚，靈活度相對受限，因此面板廠多選擇發展TFE 封裝技術。
Part 3：新材料及關鍵材料有哪些？
剛性的 Rigid OLED 採用「玻璃」作為阻隔水、氧氣的基板，但進入柔性 OLED 面板結構時，玻璃已不適用，尤其是可摺疊 OLED 比可撓曲 OLED 的要求更多，因此，新材料的使用需求隨之而生，同時一些既有的關鍵材料也必須因應可摺疊的特色進行改造。
一、PI 基板及 CPI 膜。柔性基板主要有三種材料：塑膠、金屬箔（Metal Foil）、柔性玻璃。一般玻璃為剛性，無法彎折，但保護玻璃大廠康寧投入研發可彎曲玻璃 Willow Glass 數年，去年也對外展示其研發的可摺疊顯示屏玻璃，但距離實際商用化仍有落差。
因此，目前在底層的基板部分，行業選擇採用塑膠類基板，主流為聚醯亞胺（PI）基板，另外在上層的屏幕保護塑膠部分，可採用無色聚醯亞胺（CPI，Colorless Polyimide）膜，如三星的可摺疊屏手機採用 PI 基板，供應商為日本的住友化學
二、可彎折的觸控面板：ITO 替代材料，金屬網格及銀納米線受矚目。銦錫氧化物（ITO，Indium Tin Oxide）具有良好的導電性與透光性，已用於大多數的觸控螢幕中，但 ITO 觸控線路受固有的脆性影響，在數次彎曲或較大幅度彎折後，電阻率（resistivity）會急劇上升，致使觸控功能失效，另外 ITO 在彎折時也容易斷裂，因此需要 ITO 替代材料。
目前替代材料有幾項技術：金屬網格（Metal Mesh）、銀納米線（Silver Nanowires）、碳納米管技術（Carbon Nanotube）、導電聚合物技術（PEDOT／PSS）等，其中目前具高量產性的為金屬網格及銀納米線，行業也分為這兩大陣營。
金屬網格是在塑膠薄膜上壓制導電金屬網格圖案，以其摺疊能力而聞名，據傳已用於三星的可摺疊手機。但缺點是金屬線寬較粗，在高圖元下摩爾紋（Moiré pattern）效益明顯，即在圖像上出現波紋，因此金屬網格圖樣的線寬必須下降到 1um 左右。
銀納米線是將銀納米線墨水材料塗抹在塑膠基板上，利用雷射光刻技術，刻畫製成具有納米級別銀線導電網絡圖案的導電薄膜，透過單體散布中彼此的交錯重疊來完成導電性，沒有摩爾紋幹涉問題，但會有較嚴重的漫反射，即霧度（Haze）問題，因此銀線墨水的塗布均勻性非常關鍵。另外，金屬自身並不透光，採用這兩者技術的觸控模組產品的透光性將依賴於非金屬區域面積。
三、光學透明粘合膠（OCA，Optically Clear Adhesive）。OCA 為觸控屏中用於多道貼合製程的重要材料，如兩張 ITO 導電薄膜（ITO Film）的對貼、ITO Film 跟保護玻璃的貼合、將觸控模組跟顯示屏貼合變成觸控顯示模組等，目前業者需針對可摺疊式面板的高耐彎曲需求推出相對應方案。
四、圓偏光片（CPL）。一般來說，硬式 OLED 面板整體厚度 1～2 毫米（mm），可摺疊 OLED 面板的厚度必須在 200 微米（μm）以內，為硬式面板的十分之一，但傳統的 CPL 厚度約 150μm，對於 OLED 柔性應用是一項阻礙，所以行業正積極研發薄型的 CPL，必須瘦身約至 30μm 左右。
五、多軸精密鉸鏈／軸承（Hinge）。可摺疊屏幕手機在屏幕摺疊處的設計大約有兩種方式，一種是採取鉸鏈的機構件設計，二是不使用鉸鏈，而是利用磁吸式結構、以及類似魔術貼、鉤和凹口等結構來配合，目前不論是柔宇、三星或華為都是採用鉸鏈式設計。
鉸鏈／軸承這類的機構件其實應用在很多的消費性電子產品，特別是筆記本（開闔屏幕）、桌上型顯示屏或是電視（調整屏幕上下的角度），但用於可摺疊屏幕手機的方案則完全不同於筆記本及顯示屏，必須開發全新的結構。
六、可撓式電池？之所以打問號，在於不必非得使用可撓式電池，可以延續現有手機的設計，將電池置放在其中一端或兩端的屏幕下，使用傳統的手機軟包鋰電池即可。
Part 4：量產的挑戰有哪些？
一、應力。可摺疊屏幕是由許多材料層所構成，摺疊時，材料擠壓，容易受到應力（stress）影響而裂開。應力是指當材料受外力作用，內部產生抵抗的力量，單位面積所受的內力。為了實現該技術，必須防止面板摺疊時材料受損，包括控制每一層材料跟接觸面（摺疊區域）的應力，選擇合適的基板，確定理想的堆疊結構，以及優化剝離過程，都是關鍵挑戰。
二、PI 基板孔洞的修補。製作可摺疊 OLED 面板時，會先在 Carrier 在上面塗布 PI 材料，塗布時需要塗上厚厚一層 ，待其乾燥之後約剩下 10μm，故 PI 材料表面容易產生諸多孔洞、不平整，所以在其上面製作 OLED 的良率比較差，此這個製程每一家面板廠有不同的修補方式，考驗各家業者的技術高下。
三、靜電放電（ESD，Electro Static Discharge）。ESD 是造成大多數的電子元件或電子系統故障與損壞的原因，但塑膠基材比玻璃更容易產生靜電，在塑膠基材上製作的 OLED 很容易受到靜電傷害，為導致摺疊式面板生產良率低的原因之一。
四、因摺疊而引起面板特性變化。可摺疊 OLED 顯示屏比一般柔性 OLED 有更複雜的結構，必須克服由摺疊所引起的各種面板特性的變化也就更大，特別是克服 TFT 電阻變化的補償電路技術、摺疊和展開屏幕時所需的彈性，均是典型的技術難點。
五、曲率半徑。業界通常以「R 角」來表達面板可彎曲的程度，例如 LG 在 2017 年開發出 2.5R 的可摺疊面板，三星在去年展示的可摺疊屏幕手機的原型則是 1.5R，另外，柔宇、三星及華為則沒有透露其量產可摺疊屏手機的曲率半徑。
目前行業的共識是要量產的可摺疊式手機至少得在 3.0R 以下，長遠的目標是達到 1.0R，就幾乎可完全服貼對摺，因此摺疊曲率半徑不僅是面板量產上的考量重點，更是評估各面板廠技術水準高低的指標之一。
此外，摺疊方式分有「外折」（outfolding）及「內折」（infolding），至於哪一個工藝比較難，行業則存在不同意見，DT 君諮詢行業人士時，有人認為，外折設計是屏幕顯示在最外頭，容易與外物接觸，在耐刮、耐摩擦、耐衝擊三大要點的要求比內折式高出許多，故外折的技術難度高；但有另一派意見認為，內折的曲率半徑較小，生產難度較高。目前看來，外折、內折孰優孰劣未有定論，但已經成為各家業者宣傳自家產品比對手厲害的話題。
六、彎折次數跟速度：摺疊除了涉及面板與機構件、軟體的連動整合外，彎折之後的機械強度亦是挑戰，DT 君採訪了鉸鏈／軸承製造商，業者透露已跟多家大陸手機品牌展開合作開發，並正準備專利申請。目前已知的是華為 Mate X 鉸鏈供應商為臺灣零部件廠奇鋐。
過去筆記本屏幕的開闔測試標準常規為 2～3 萬次（依機種不同），可摺疊屏手機至少得達到 20 萬次，因此業者正在開發高耐久度的鉸鏈，使得顯示圖像質量和表面不會出現異常，另外彎折的速度也必須考量進去。
Part 5：可摺疊屏幕手機供應鏈？
在 OLED 面板領域，韓國及中國佔據重要角色，不過在材料部分，日本明顯居領跑地位，重要供應商集中在日本，其他則有美國及韓國。